Luna aprilie ne găsește deja trecuți de echinocțiul primăverii, dar și de o sărbătoare științifică aparte: Ziua Internațională a Numărului Pi, celebrată în fiecare an în martie 14 , 3/14, în notație americană. Deși a trecut în calendar, ea rămâne vie în conștiința noastră ca un simbol al armoniei matematice și al echilibrului circular, prin constanta π = 3,14… , ale cărei prime 3 cifre au dat ideea de sărbătorire în luna a treia ziua 14.
Această constantă aparent simplă, fiind raportul etern între circumferința cercului și diametrul său, ascunde un infinit: este un număr irațional, cu un șir nesfârșit de zecimale care nu se repetă niciodată. În spatele simbolului π se află așadar o complexitate infinită, ascunsă într-o formă desăvârșită și clară. Este una dintre marile ironii ale naturii – că tocmai cele mai elegante forme geometrice poartă în ele taina infinitului.
Iar acest infinit – numeric, ordonat și misterios – își găsește o paralelă directă în constanta pe care urmează să o sărbătorim în doar câteva zile: Ziua Internațională a Cuantei, constanta lui Planck, simbolizată prin h, aniversată în aprilie 14, 4/14 – ziua aleasă tocmai pentru a reflecta valoarea sa aproximativă (4,14 x 10 la – 15, în eV·s), obținută prin rotunjirea valorii exacte (4,1356…x 10 la -15) a constantei lui Planck nu descrie un număr infinit, ci mai degrabă o lume infinită de posibilități. Ea stabilește faptul că energia nu este continuă, ci distribuită în pași mici, discreți – în cuante.
Dar tocmai această „granulare” a realității dă naștere unui nou infinit: un infinit de stări posibile, o rețea vastă de probabilități, în care fiecare particulă poate exista în nenumărate forme și locuri. Să explicăm mai bine această afirmație:
Energia, de exemplu, nu poate lua orice valoare, ci doar unele precise, multiple ale constantei lui Planck – h. Aceste „cuante” sunt pachete de energie minuscule, indivizibile.
Și totuși, de ce vorbim despre un „nou infinit”?
Tocmai pentru că:
1. Chiar dacă valorile posibile sunt discrete, numărul combinațiilor posibile este imens, chiar infinit.
Să ne gândim la literele din alfabet – sunt doar 31 în limba română, dar combinațiile lor pot da naștere la o infinitate de texte. La fel, cuantele de energie sunt finite ca valoare, dar configurațiile în care pot apărea sunt nelimitate.
2. În mecanica cuantică, o particulă nu are o poziție și o viteză bine definite, ci o mulțime de stări posibile, fiecare cu o anumită probabilitate.
Acest ansamblu de posibilități este descris de o funcție de undă. Așadar, chiar dacă o particulă este unică, poate exista în „infinit de moduri”: în locuri diferite, cu energii diferite, cu stări de spin, impuls, polarizare etc.
3. Observarea unei particule „colapsează” acest infinit – adică din toate posibilitățile, doar una singură se manifestă. Dar acel câmp al posibilului rămâne mereu prezent, ca un „fundal de probabilitate” ce susține realitatea.
Așadar, ce am vrut să spun?
Chiar dacă realitatea cuantică este granulată (discretă), complexitatea acestei structuri discrete este atât de vastă, încât dă naștere la un nou tip de infinit – nu numeric, ca în zecimalele lui π, ci infinitul posibilului, al tuturor stărilor cuantice pe care materia le poate adopta.
Este, dacă vreți, un infinit viu, probabilistic, mereu pregătit să devină realitate.
Așadar, dacă π ascunde un infinit numeric, h ascunde un infinit al potențialului – al lumilor posibile. Ambele ne vorbesc despre profunzimea realității și despre limitele percepției noastre.
Este remarcabil că aceste două constante fundamentale se regăsesc în date aproape învecinate – martie 14 și aprilie 14- un arc simbolic între matematică și fizică, între forma vizibilă și energia invizibilă, între certitudinea geometrică și incertitudinea cuantică.
Dar să vedem cum a fost sărbătorit prima dată constanta Pi? Cum spuneam, în martie 14 celebrăm Ziua Internațională a Numărului Pi – o constantă esențială în universul matematicii, un simbol al armoniei circulare și al infinitului numeric.
Dar această zi nu este doar un pretext pentru a invoca eleganța formulelor. Ea are o poveste, una cât se poate de umană și chiar… amuzantă. Ideea de a sărbători Pi i-a aparținut omului de știință american Larry Shaw, care, în anul 1988, alături de colegii săi de la Exploratorium – un muzeu al științei din San Francisco – a organizat pentru prima dată această festivitate inedită.
Cum au marcat aceștia evenimentul? Printr-o procesiune în cerc – un gest simbolic, desigur – în care participanții au mâncat plăcinte (pie, în limba engleză), realizând un joc de cuvinte între „pi” și „pie”. Astfel, matematica s-a întâlnit cu umorul, iar cercul – simbolul perfect al echilibrului – a devenit scena unei manifestări deopotrivă riguroase și ludice.
De atunci, Ziua Pi a căpătat amploare internațională, devenind nu doar un omagiu adus unei constante matematice, ci și o celebrare a spiritului științific, a curiozității și a creativității umane.
În schimb, Ziua Internațională a Cuantei nu a fost propusă de un singur om de știință.
Ziua Internațională a Cuantei (World Quantum Day) a fost inițiată în aprilie 14, 4/14 în format american, în 2021 de un grup internațional de oameni de știință din peste 65 de țări, cu scopul de a promova înțelegerea publică a științei și tehnologiei cuantice la nivel global. Această inițiativă a fost rezultatul unei colaborări internaționale și nu este atribuită unui loc sau unei persoane anume. Data de aprilie 14 a fost aleasă deoarece „4,14” reprezintă primele trei cifre ale constantei lui Planck (h), o valoare fundamentală în mecanica cuantică.
Constanta lui Planck: fundamentul cuantificării
Constanta lui Planck, notată cu ( h ) și având valoarea exactă dată mai sus este piatra de temelie a mecanicii cuantice. Introdusă de fizicianul german Max Planck în 1900, ea măsoară cât de „granulară” este energia la scară microscopică. Planck a descoperit că energia emisă sau absorbită de un corp (cum ar fi radiația unui corp negru) nu este continuă, ci vine în „pachete” discrete, numite cuante, proporționale cu frecvența radiației: ( E = h x niu unde niu este frecvența). Această idee a revoluționat fizica, punând bazele teoriei cuantice și marcând sfârșitul dominației absolute a fizicii clasice.
Constanta lui Planck este o măsură fundamentală a acțiunii (energie × timp) și apare în relații esențiale, precum principiul incertitudinii al lui Heisenberg sau în definirea lungimii, timpului și masei Planck – unități naturale care descriu limitele fizicii teoretice la scările cele mai mici ale universului.
În 1900, Planck a rezolvat problema radiației corpului negru, care contrazicea predicțiile clasice. El a sugerat că energia este emisă în cuante, o ipoteză pe care inițial o considera doar o soluție matematică, dar care s-a dovedit a fi o descriere reală a naturii. Pentru acest lucru el a fost gratificat cu premiul Nobel pt fizica in 1918. Această descoperire a fost dezvoltată ulterior de Einstein (efectul fotoelectric, 1905), Bohr (modelul atomic). În ani 1920 Heisenberg, Schrodinger, Dirac și alții, au pus bazele mecanicii cuantice, ceea ce a condus la mecanica cuantică modernă, care împlinește anul acesta 100 de ani de la apariția sa, eveniment ce va fi sărbătorit de secția de fizică la Conferința de primăvară a AOSR. În felul acesta a fost posibilă trecerea de la determinism la probabilism, de la certitudine la incertitudine pentru microcosmos.
Să folosim așadar aceste repere nu doar pentru a sărbători, ci mai ales pentru a reflecta! Pentru a ne aminti că, dincolo de ecuații, constantele fundamentale sunt semnele unei ordini profunde care așteaptă să fie descifrată.
La mulți ani, Pi!
La mulți ani, h!
La mulți ani cuanta!
Și la mulți ani tuturor celor care transformă întrebările în descoperiri!
